人教版九年级物理 第14章内能的利用 单元训练 含详细答案.docx

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人教版九年级物理第14章内能的利用单元训练含详细答案

第14章内能的利用单元训练

一.选择题(共16小题)

1.热机工作时把燃料燃烧释放的内能转变为机械能,下列装置属于热机的是(  )

A.汽油机B.发电机C.电视机D.电动机

2.图所示为四冲程汽油机的一个工作循环中的两个冲程,下列说法中正确的是(  )

A.甲图为压缩冲程,将机械能转化为内能

B.甲图为做功冲程,将内能转化为机械能

C.乙图为压缩冲程,将内能转化为机械能

D.乙图为做功冲程,将机械能转化为内能

3.一瓶汽油倒了一半后,变化的物理量是(  )

A.热值B.比热容C.密度D.质量

4.下列说法中错误的是(  )

A.炒菜时,满屋飘香,表明分子在不停地做无规则运动

B.用水作为汽车发动机的冷却剂,主要是因为水的比热容较大

C.四冲程汽油机的做功冲程中,内能转化为机械能

D.煤的热值比干木柴的大,煤燃烧时放出的热量比干木柴燃烧时放出的热量多

5.汽车发动机一是汽油机,汽油的热值为4.6×107J/kg,阅读了某汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成如图,下列回答不正确的是(  )

A.该内燃机的效率为30%

B.1kg的汽油完全燃烧能够释放4.6×107J的能量

C.为确保发动机正常工作,需用水对其冷却

D.发动机压缩冲程把燃料燃烧产生的内能转用化为机械能

6.下列有关热机效率的说法中,正确的是(  )

A.热机所用燃料的热值越大,效率越高

B.热机的内能转化为热机的机械能越多,效率越高

C.如果改进技术,汽油机的效率可以达到100%

D.蒸汽机、汽油机和柴油机的热机效率分别是η1、η2和η3,则三者效率一样

7.一台单缸四冲程汽油机正常工作时飞轮的转速为1800r/min,那么1s内该汽油机做功的次数为(  )

A.l800次B.30次C.15次D.2次

8.某四冲程内燃机的活塞每秒钟完成15个工作循环,那么(  )

A.内燃机的转速是900转/分

B.每分钟对外做功900次

C.每分钟对外做功1800次

D.每分钟对外做功15次

9.一台汽油机的飞轮转速为600r/min,则1s内(  )

A.完成10个冲程,做功10次

B.完成10个冲程,做功5次

C.完成20个冲程,做功10次

D.完成20个冲程,做功5次

10.下列关于能的叙述中,正确的是(  )

A.一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能

B.挂在树枝上的苹果,没有做功,所以没有能

C.一个物体已做过的功越多,说明这个物体具有的能越多

D.运动的物体具有能,静止的物体没有能

11.下列说法中正确的是(  )

A.电水壶工作时,将内能转化为电能

B.电磁感应现象说明电能转化为机械能

C.电灯工作时,将电能转化为内能和光能

D.干电池给灯泡供电时,将电能转化为化学能

12.如图是路口的临时红绿灯设备,它是利用太阳能工作的,下列有关说法不正确的是(  )

A.自然界的能量是守恒的,它既不能创生,也不会消灭

B.设备上红绿灯的连接方式是串联

C.设备的太阳能电池板把光能转化为电能

D.设备底部装上轮子,是用滚动代替滑动来方便移动

13.关于能量的转化和守恒,下列说法正确的是(  )

A.风力发电机发电时,将电能转化为机械能

B.电热水器给水加热时,效率可以达到100%

C.在酒精燃烧放热的过程中,内能转化为化学能

D.植物吸收太阳光进行光合作用,光能转化为化学能

14.下列有关能量转化或转移的说法中正确的是(  )

A.内燃机是通过做功的方式将机械能转化为内能

B.电动机通过热传递的方式将电能转化为机械能

C.古人钻木取火是通过做功将机械能转化为内能

D.冷天搓手感到手掌发热,这是通过热传递的方式将机械能转移为内能

15.下列事例中,能表示能量转化或转移具有“方向性”的事例是(  )

A.电能可以转化为机械能,机械能也可以转化为电能

B.机械能可以转化为内能,内能也可以转化为机械能

C.动能可以和重力势能相互转化

D.热量自发从高温向低温物体传递,却不能自发从低温向高温物体传递

16.各种形式的能量都不是孤立的,能量在一定条件下发生转化,且能量的转化是有方向的,正面几幅图按能量转化的顺序,排列正确的是(  )

A.

(1)

(2)(3)(4)B.

(2)(3)(4)

(1)

C.

(2)

(1)(3)(4)D.

(1)(3)(4)

(2)

二.填空题(共14小题)

17.甲图中,活塞压缩筒内的空气,能量转化情况是  。

乙图内燃机的四个冲程中与甲图能量转化情况相同的是  (选填图中的代号)。

有人奇思妙想设计了六冲程内燃机,在完成四冲程工作后,把水注入汽缸,使水瞬间变成水蒸气,从而带动活塞运动,产生第五冲程,为汽车提供动力。

第六冲程是让水蒸气进入冷凝器,变成可再次注入汽缸的水。

则第五冲程相当于四冲程内燃机的  冲程(写出冲程名称)。

18.四冲程柴油机机有:

吸气冲程、压缩冲程、  冲程和排气冲程。

在压缩冲程中,气缸内的空气内能将  (选填“增加”“减小”或“不变”)

19.随着人们生活水平的不断提高,汽车走进了许多家庭,汽车的发动机是汽油机,汽油机在工作时,将内能转化为机械能的是  冲程。

在给汽车加油时,能闻到汽油的气味,这是  现象。

20.某汽油机工作过程有吸气、压缩、做功和排气四个冲裎。

如图为  冲程工作示意图,活塞向  运动,燃料混合物被压缩,在这个过程中机械能转化为  。

21.如图是汽车的汽油结构图,  图所示的冲程为汽车提供动力。

周末小伟一家自驾出游,途中小伟看到树木、行人都在快速地向后退,这是以  为参照物。

当汽车拐弯时,小伟的身体会倾斜,这是由于小伟具有  的缘故。

22.如图所示为生活中常用的热水瓶,其外壁采用镀银的双层玻璃,并将中间抽成真空,这是为了  。

注入一定量的热水后,立即盖上软木塞,软木塞会跳起来。

这一过程中瓶内气体的  能转化为软木塞的机械能。

汽油机的  冲程也发生同样的能量转化。

如果该汽油机飞轮转速是1800r/min,则该汽油机每秒钟内对外做功  次。

23.小明家在用管道天然气烧水时,将2kg水从20℃加热至100℃,用去燃气0.0336m3,已知家用燃气灶的效率为50%[c水=1.2×103J/(kg•℃)],则天然气的热值为  J/m3。

24.小明同学在参加今年中考体育考试的过程中,其身体消耗的总能量为4.2×105J,这些能量相当于完全燃烧  g干木柴所释放的热量(已知q干木柴=1.2×107J/kg);若这些能量的50%被质量为5kg,初温为20℃的水吸收,则能使水温升高到  ℃。

25.我国某地区采用风力发电,风力发电机组主要由风机叶片和发电机组成。

下表给出了在不同风速下某风机获得的能量:

对表格进行分析,你发现该风机1s内获得的能量E与风速v的定量关系式是E=  。

如表给出了在不同风速下某风机获得的能量

平均风速(m/s)

5

10

15

20

1s内获得的能量(×104J)

1

8

27

64

26.一个物体能够  ,我们就说这个物体具有能,物体由于  而具有的能叫做动能,动能的大小与物体的  和  有关。

27.能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。

内容是:

能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式  为其他形式,或者从一个物体  到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的  保持不变。

28.2018年10月2日晚,江西省第十五届运动会开幕式在景德镇拉开序幕,其中火炬塔的艺术造型和火炬点燃方式受到在场观众高度关注,一架无人机从“朱雀”嘴中接过火种飞向由五环、窖砖、青花瓷图案组成的主火炬塔并将火炬盆引燃如图所示,火炬塔中燃料燃烧时将  能转化为  能。

29.各种形式的能量可以相互转化,在植物的光合作用过程中,将  能转化  能;蒸汽机汽缸中的高温水蒸气推动活塞运动过程中,将  转化为  能。

30.小丽家有如下设备:

①煤炉、②电炉、③燃气灶、④电饭煲、⑤太阳能热水器。

这些设备使用时,将化学能转化为内能的有  ;将光能转化为内能的有  ;将电能转化为内能的有  。

(填序号)。

三.实验探究题(共1小题)

31.小宁同学用如图所示装置测量酒精的热值,他在烧杯中加入300g水,调好装置后,点燃酒精灯加热烧杯,使水温升高了50℃,计算出水需要吸收的热量Q吸,同时通过观察电子台秤的示数变化,他测得此过程中酒精灯质量减小了6g,利用酒精燃烧放出的热量Q放与Q吸相等,算得酒精的热值q,他查表得到q酒精=3.0×107J/kg,发现两者偏差较大,根据该同学的实验和分析过程,你认为q  q酒精(填“<”、“>”或“=”),其中的原因可能是  (写出一条原因即可)。

四.计算题(共5小题)

32.所谓汽车发动机效率是指发动机牵引汽车前进所需能量与汽油完全燃烧产生内能的比值;当前汽油发动机的最高效率约为40%,暑假期间小凡全家驾车去西藏旅游,在高速公路上匀速行驶225km。

所用时间是2.5h,消耗汽油20L(汽油完全燃烧),汽车发动机在这段时间内牵引力的功率为20kW。

(1)该汽车行驶过程的牵引力是多大?

(2)该汽车发动机的效率是多少?

(已知р汽油=0.8×103kg/m3,q汽油=4.5×107J/kg)

(3)假如小凡家的汽车采用了全新的压缩燃烧原理。

效率达60%,则20L汽油可以让该车以同样的功率和速度行驶多长的距离?

33.某厂某型号专用车在车型测试中,在一段平直的公路上匀速行驶5.6km,受到的平均阻力是3.0×103N,消耗燃油1.5×10﹣3m3(假设燃油完全燃烧)。

燃油的密度ρ=0.8×103kg/m3,燃油热值q=4×107J/kg。

求:

(1)专用车牵引力所做的功。

(2)燃油放出的热量

(3)该专用车的热机效率是多少?

34.国产某种型单缸四冲程汽油机满负荷工作时一个做功冲程对外做功120J,飞轮的转速是1500r/min,每分钟消耗10g汽油。

(1)满负荷工作时该汽油机的功率是多少?

(2)满负荷工作时这种汽油机把内能转化为机械能的效率是多少?

(汽油的热值为4.5×107J/kg)

35.“十一”假期,小明一家驱车外出旅游,如图。

当汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时,汽车受到的阻力是整车重的0.1倍,效率为40%.已知汽车整车质量为1500kg,油箱加了20L汽油。

(汽油热值q=3.3×107J/L)

(1)油箱里的汽油完全燃烧释放的热量为多少?

(2)用完油箱中的汽油,汽车最多能做多少有用功?

(3)该车最多可以匀速直线行驶多少m的路程?

36.完全燃烧10g酒精所放出的热量有70%被质量为10kg初温为20℃水吸收,(已知酒清的热值为3.0×107J/kg)求:

(1)10g酒精完全燃烧放出的热量;

(2)水吸收的热量;

(3)水升高的温度;

(4)分析酒精完全燃烧放出的热量没有被水全部吸收的原因?

五.综合能力题(共1小题)

37.2018年5月18日,我国第二艘航母001A号完成首次出海试验任务,返回大连造船厂码头。

(1)航行过程中,热机的  冲程使航母获得动力,雷达系统发射的电磁波在真空中的传播速度约为  m/s;

(2)航母的排水量达65000吨,它满载时排开水的体积是  m3.(海水的密度近似取1.0×103kg/m3);

(3)001A号航母计划搭载40架歼﹣15型舰载机,当舰载机加速升空时,动能  ,重力势能  。

(两空均“增大、减小、或不变”)。

(4)舰载机歼﹣15着舰时在拦阻索的作用下停下来,这个过程中拦阻索对歼﹣15的作用力使其  改变。

六.解答题(共1小题)

38.

(1)利用能量转化与守恒的观点分析家用液化气炉灶能量利用率达不到100%的原因,并提出提高家用液化气炉灶利用率的措施。

(2)在寒冷的冬天为使自己的身体暖和一些,请你用不同的物理知识(概念、原理),写出一种能够使身体暖和的方法并简要说明理由。

(1)原因  ;措施  

(2)方法  ;理由  。

参考答案

一.选择题(共16小题)

1.解:

A、汽油机是将燃烧的内能变为机械能,属于热机,故A正确;

B、发电机是将机械能变为电能,故B错;

C、电视机是将电能变为光能和声能,故C错;

D.电动机是将电能变为机械能,故D错。

故选:

A。

2.解:

如图甲可知,两气门都关闭,活塞下行,火花塞喷出电火花,因此是做功冲程,将内能转化为机械能;

如图乙可知,两气门都关闭,活塞向上运动,因此是压缩冲程,将机械能转化为内能;

故B正确,ACD错误。

故选:

B。

3.解:

一瓶汽油倒掉一半,物质总量减少,所以质量变小,故D符合题意;

但物质种类、状态未变,所以汽油的密度、比热容及热值均不变,故ABC不符合题意。

故选:

D。

4.解:

A、炒菜时,芳香油分子不停地做无规则运动,扩散到空气中,由于炒菜时温度很高,所以分子的扩散速度加快,故“满屋飘香”,故A正确;

B、用水作为汽车发动机的冷却剂,主要是因为水的比热容较大,与其他物质相比,在质量相同的情况下,升高相同的温度,水吸收的热量多,故B正确;

C、四冲程汽油机的做功冲程中,将高温高压燃气的内能转化为活塞的机械能,故C正确;

D、根据Q=mq可知,放出的热量与热值、质量都有关,故热值大燃烧时放出热量不一定多,故D错误。

故选:

D。

5.解:

A、由图可知,有用功的能量:

100%﹣33%﹣30%﹣7%=30%,所以该内燃机的效率为30%,故A正确;

B、汽油的热值为4.6×107J/kg,表示完全燃烧1kg的汽油释放的能量4.6×107J,故B正确;

C、因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以可作为冷却剂,故C正确;

D、内燃机的四个冲程中,压缩冲程把燃料燃烧产生的机械能转用化为内能,故D错误。

故选:

D。

6.解:

A、用热值大的燃料,燃烧相同燃料可以放出更多的热量,但用来做有用功的能量不一定多,用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量的比值不一定大,热机效率不一定得到提高,故A错误;

B、热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出能量的比值,所用燃料的化学能转化成热机的机械能越多,效率越高,故B正确;

C、热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功,机械效率不可能达到100%,故C错误;

D、汽油机和柴油机是内燃机,由热机的特点可知,汽油机的效率低于柴油机的效率,由于蒸汽机的燃料是在机器的外部燃烧,热损失最多,效率最低,故D错误。

故选:

B。

7.解:

在四冲程内燃机的一个工作循环中,完成4个冲程,并对外做功1次,曲轴和飞轮转2圈,

一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min,说明1min飞轮转1800r;

则每秒钟飞轮转

=30转,完成

=15个工作循环,做功15次。

故选:

C。

8.解:

A、内燃机的转速是900转/分,故一秒钟内燃机转的圈数是:

=15次,故为30个冲程,不到8个工作循环,故错误;

BCD、内燃机的活塞每秒钟完成15个工作循环,即每分钟完成的工作循环数是:

15×60=900个,一个工作循环对外做功一次,故每分钟对外做功900次,故B正确,CD错误;

故选:

B。

9.解:

汽油机完成1个工作循环,飞轮转2转,完成4个冲程,对外做功1次,若飞轮的转速为600r/min=10r/s,即每秒完成5个工作循环,完成20个冲程,对外做功5次,故D正确。

故选:

D。

10.解:

A、一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能,说法正确;

B、挂在树枝上的苹果,虽然没有做功,但具有做功的本领,所以具有能,故B错误;

C、一个物体做的功的多少与这个物体具有的能没有必然联系,故C错误;

D、运动的物体具有动能,静止的物体可能具有势能,故D错误。

故选:

A。

11.解:

A、电水壶属于电热器,工作时,将电能转化为内能,故A错误;

B、电磁感应现象是消耗机械能,获得电能,因此是机械能转化为电能,故B错误;

C、电灯工作时,将电能转化为内能和光能,故C正确;

D、干电池给灯泡供电时,将化学能转化为电能,故D错误。

故选:

C。

12.解:

A、能量既不能创生,也不会消灭;在能的转化和转移的过程中,能量的总量保持不变,故A正确;

B、设备上绿灯熄灭时红灯亮,说明它们之间是互不影响的,所以红绿灯的连接方式是并联的,故B错误;

C、设备的太阳能电池板把光能转化为电能,故C正确;

D、设备底部装上轮子,是用滚动代替滑动来减小摩擦力,方便移动,故D正确。

故选:

B。

13.解:

A、风力发电机发电时,将风的机械能转化为电能,故A错误;

B、电热水器给水加热时,一定存在能量的损失,其效率不可能达到100%,故B错误;

C、酒精燃烧时,消耗化学能,产生内能,故是将化学能转化为内能的过程,故C错误;

D、植物吸收太阳光进行光合作用,是通过光合作用将光能转化为化学能,故D正确。

故选:

D。

14.解:

A、内燃机工作时是将燃料燃烧释放出的内能通过燃气膨胀对外做功,转化成机械能,故A错误;

B、电动机工作时,消耗了电能,得到了机械能,是通过做功将电能转化为机械能,故B错误;

C、人钻木取火是消耗了机械能,得到了内能,是通过做功的方式将机械能转化为内能的,故C正确;

D、冷天搓手感到手掌发热,是通过克服摩擦做功将机械能转化为内能,故D错误。

故选:

C。

15.解:

A、电能可以转化为机械能,机械能也可以转化为电能,只能说明能量之间的相互转化,不能说能量转化具有方向性,故A错误;

B、电能可以转化为内能,内能也可以部分地转化为电能,能说明能量之间的相互转化,不能说能量转化具有方向性,故B错误;

C、动能可以和重力势能相互转化,能说明能量之间的相互转化,不能说能量转化具有方向性,故C错误;

D、热量可以自发地从高温物体传递给低温物体,但却不能自发地从低温物体传递到高温物体,说明能量转移具有方向性,故D正确。

故选:

D。

16.解:

各种形式的能量都不是孤立的,它们可以在一定条件下发生转化,且能量的转化是有方向的,地球上所有能量直接或间接来自于太阳能,植物通过光合作用,将太阳能转化为自身的生物质能,再经过地壳变动在地质作用下,最终形成煤炭,发电厂将煤炭的化学能转化为电能,家用电器再将电能转化为其它形式的能。

故四幅图中能量的转化顺序为:

太阳→树林→燃煤电厂→空调。

即序号为

(2)

(1)(3)(4)

故选:

C。

二.填空题(共14小题)

17.解:

图甲中,迅速向下压活塞,活塞的机械能转化为筒内空气的内能;

图乙中:

①、进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,是吸气冲程,没有能量转化;

②、两个气门都关闭,活塞向下运动,是做功冲程,将内能转化为机械能;

③、排气门打开,进气门关闭,活塞向上运动,是排气冲程,没有能量转化

④、两个气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,将机械能转化为内能;故④符合题意;

做功冲程是高温高压的燃气推动活塞对其做功,将内能转化为机械能;六冲程引擎中的第五冲程,是水变为水蒸气推动活塞做功,从而为汽车提供动力,所以相当于四冲程内燃机的做功冲程。

故答案为:

机械能转化为内能;④;做功。

18.解:

四冲程柴油机的四个冲程依次是:

吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程;在压缩冲程中,活塞压缩气缸内的空气做功,将机械能转化为空气的内能,空气的内能将增加。

故答案为:

做功;增加。

19.解:

在内燃机的压缩冲程中,活塞压缩气体做功,使气体的内能增大,温度升高,机械能转化为内能;

做功冲程,高温高压燃气对活塞做功,自身内能减小,活塞机械能增加,即将内能转化为机械能;

汽车加油时能闻到汽油的气味,是因为汽油分子不停地做无规则运动,这是扩散现象。

故答案为:

做功;扩散。

20.解:

由图可知,气缸中的两个气门都关闭,活塞向上运动,燃料混合物被压缩,所以是压缩冲程;在这个过程中机械能转化为内能。

故答案为:

压缩;上;内能。

21.解:

(1)由图可知,乙图中进气门、排气门均关闭,且活塞向下运动的冲程是做功冲程,内燃机给汽车提供动力;

(2)小伟觉得窗外的树木、行人都在快速地向后退,汽车和树木之间的位置发生了变化,所以这是以他乘坐的汽车为参照物。

(3)当汽车拐弯时,小伟由于惯性,还要保持原来向前的运动状态,小伟感觉身体向一侧倾斜。

故答案为:

乙;汽车;惯性。

22.解:

(1)真空可以避免空气的对流,防止热传递的产生,减少热量散失,起到保温作用;

(2)瓶塞跳起来,机械能增大,这是由于暖瓶内气体膨胀做功造成的,水蒸气的内能转化成瓶塞的机械能;

(3)汽油机在做功冲程中,气缸内高温气体膨胀推动活塞做功,内能转化为机械能。

(4)已知飞轮每秒转数为:

n=

=30r,

因为内燃机的一个工作循环包括四个冲程,飞轮转两周,对外做功一次,所以此柴油机每秒钟内完成60个冲程,对外做功15次。

故答案为:

减少热量散失;内;做功;15。

23.解:

水吸收的热量:

Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃﹣20℃)=6.72×105J;

根据η=

可得:

ηQ放=Q吸

ηqV=Q吸

50%×q×0.0336m3=6.72×105J

q=4×107J/m3。

故答案为:

4×107。

24.解:

(1)由题知,Q放=4.2×105J,

由Q放=mq得需要完全燃烧木柴的质量:

m=

=0.035kg=35g;

(2)根据η=

知水吸收的热量:

Q吸=ηQ放=4.2×105J×50%=2.1×105J,

由Q吸=cm△t得使水升高的温度:

△t=

=10℃,

水温升高到:

t=t0+△t=20℃+10℃=30℃。

故答案为:

35;30。

25.解:

由表格数据可知,风速增大为原来的2倍,1s内获得的能量增大为原来的23倍;风速增大为原来的3倍,1s内获得的能量增大为原来的33倍……,

所以该风机1s内获得的能量E与风速v的三次方成正比,即E=kv3(k为常数),

把v=5m/s、E=1×104J代入E=kv3,解得k=80,

所以该风机1s内获得的能量E与风速v的定量关系式是E=80v3。

故答案为:

80v3。

26.解:

物体能够对外做功,我们就说物体具有能量;物体具有的能量越大,能够对外做功越多;

运动的物体能够做功,物体由于运动而具有的能叫动能。

通过生活实际及实验验证可知:

动能的大小与物体的质量和速度有关;物体的质量越大、速度越快则动能就越大。

故答案为:

做功;运动;质量;速度。

27.解:

能量守恒定律的内容是:

能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。

故答案为:

转化;转移;总量。

28.解:

火炬塔中燃料燃烧时,是将燃料的化学能转化为内能。

故答案为:

化学;内。

29.解:

在植物的光合作用过程中,植物接受阳光的照射,将太阳能转化生物质能;

蒸汽机汽缸中的高温水蒸气推动活塞运动过程中,水蒸气的内能减小,将内能转化为机械能。

故答案为:

太阳;生物质;内能;机械。

30.解:

①煤炉工作时消耗化学能,产生内能,故是将化学能转化为内能的过程;

②电炉工作时消耗电能,产生内能,故是将电能转化为内能的过程;

③燃气灶工作

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